地下矿山溜井位置——黑金刚播报
发布时间：
2025-11-06
01运输效率与工程成本平衡的核心准则
短运距与低工程量的协同设计
在采矿作业里，溜井位置的选定对整体运输效率和工程成本起着决定性作用。其核心目标之一便是实现上下阶段运输距离的最短化。借助先进的三维矿体建模技术与开拓系统仿真软件，能够精准定位各中段卸矿点与主运输系统的最优衔接点。举例来说，在某金属矿的开采规划中，通过对矿体的细致建模分析，明确了不同中段矿石的产出位置和流向，避免了因位置偏差导致的矿石反向运输，比如上阶段矿石需折返运输至下阶段溜井的低效模式。
为了进一步量化分析，实践中可采用运输功最小化算法。该算法综合考虑矿量分布、巷道掘进成本与设备运行能耗等因素，确定沿矿体走向的最佳垂距。以某大型矿山为例，在运用该算法后，单中段运距较传统布置缩短了 15%-20%，同时减少开拓巷道工程量约 30%。这不仅显著降低了运输成本，还加快了矿石的转运速度，提高了整体生产效率。
施工便利性与生产安全性的双重考量
选址时需优先选择地表起伏平缓、地下岩层连续性好的区域，便于施工设备高效作业。例如，垂直式溜井的开掘需岩层倾角稳定，避免因节理发育导致井壁支护成本增加；倾斜式溜井的倾角设计需大于 60°，同时规避流砂层等不稳定地层，降低施工过程中涌水、塌方风险。
在生产阶段，为确保溜井的安全稳定运行，可通过预留缓冲矿层（约为井深 1/3 高度），减少放矿冲击力对井壁的磨损。某矿山在实际生产中采用了这一措施，有效延长溜井服务年限 2-3 年，减少了维修频次和成本，保障了生产的连续性和安全性。
02地质条件适配性的关键技术要求
岩层稳固性的量化评估标准
溜井的稳定性很大程度上取决于其所在岩层的稳固性，所以在选址时，必须对岩层稳固性进行量化评估。通常来说，溜井应布置在岩石单轴抗压强度＞80MPa、节理间距＞1.5m 的整体性岩层中。这一标准并非凭空而来，而是基于大量工程实践总结得出的。在实际评估过程中，工程地质勘察与声波测试是常用的技术手段。通过地质勘察，能够详细了解地层的岩性、构造等信息；声波测试则可以测定岩石的弹性波速度，进而推断岩石的完整性和强度。
举例来讲，在某金属矿的开采项目中，起初考虑将溜井布置在一处看似合适的位置，但经过详细的地质勘察与声波测试后发现，该区域存在一条宽度＞2m 的断层破碎带。若在此处建设溜井，破碎带会严重影响井壁的稳定性，导致井壁坍塌、堵塞等问题频发。于是，项目团队重新选址，最终将溜井布置在矽卡岩化大理岩中，该岩石的抗压强度达到 120MPa ，节理间距较大，整体性良好。与原方案相比，将溜井布置在该区域后，井壁维护频率降低 60%，堵塞事故率下降 40%，有效保障了矿山的正常生产。
然而，在一些特殊情况下，溜井可能不得不穿越软弱岩层。此时，就需要采取有效的支护措施，以确保溜井的安全。采用钢筋混凝土衬砌或锚杆锚索联合支护是常见的做法，支护厚度不小于 0.8m。这样的支护结构能够增强井壁的承载能力，抵抗围岩的变形和破坏，为溜井的稳定运行提供可靠保障。
规避不良地质体的工程策略
除了关注岩层稳固性外，还需采取有效策略规避不良地质体。对于构造发育带，如 F3 级以上断层，需保持不小于 15m 的安全距离。这是因为 F3 级以上断层通常规模较大，对岩体的破坏作用显著，会极大地降低岩体的稳定性。若溜井距离此类断层过近，在开采过程中，断层的活动可能引发岩体的变形和破裂，进而导致溜井的损坏。
当遇到岩溶区时，提前探明溶腔分布至关重要。岩溶区的溶洞和溶蚀裂隙会使岩体变得破碎、不均匀，给溜井施工和运行带来极大风险。在某矿山的溜井建设中，由于忽视了岩溶探测，导致溜井投产 3 个月后发生漏矿事故。大量矿石从溶洞中泄漏，不仅造成了资源的浪费，还严重影响了生产进度。后续治理该事故，不仅耗费了大量的人力、物力和时间，治理成本更是增加了 200 万元。这一案例深刻印证了地质勘察前置的重要性。为了避免类似事故的发生，在遇到岩溶区时，可采用钢纤维混凝土填充预处理，增强岩体的整体性和稳定性，确保溜井的安全。
涌水量＞5m³/h 的地层同样需要谨慎对待。在这样的地层中建设溜井，水流会冲刷井壁，导致井壁岩石的强度降低，增加坍塌的风险。为了解决这一问题，需在溜井周边设置截水巷道与排水孔，将地下水引离溜井，避免水流对井壁的冲刷。
03矿体空间关系的精准定位原则
下盘围岩布置的技术优势
溜井与矿体的空间关系是选址时不可忽视的重要因素，其中基于矿体赋存形态，将溜井优先布置于下盘稳固围岩中是一项关键原则。在实际操作中，对于急倾斜矿体，溜井距矿体边界应不小于 10m；对于缓倾斜矿体 ，这一距离则需达到 20m。这样的距离设置有着充分的考量，主要是为了避免井体穿过矿体。一旦井体穿过矿体，就需要留设保安矿柱，这无疑会降低矿石的回采率。据相关数据统计，合理布置溜井位置，可提高矿石回采率 3%-5%。
以某铅锌矿为例，该矿矿体倾角为 65°，属于急倾斜矿体。在该矿的开采过程中，将溜井布置在下盘围岩中，使得各中段运输巷道长度平均缩短了 12%。这不仅减少了运输成本，还提高了运输效率。同时，由于溜井未穿过矿体，无需预留矿体保护矿柱，使得单井年矿石通过能力提升了 10%。这一案例充分展示了下盘布置溜井在提高运输效率和矿石通过能力方面的显著优势。
然而，在某些特殊情况下，当围岩稳定性差而矿体致密稳固时，如块状硫化矿体，可谨慎地将溜井布置在矿体中。但在这种情况下，必须同步实施井壁喷锚加固措施。喷锚加固能够增强井壁的稳定性，防止井壁坍塌，确保溜井的安全运行。
多阶段协同的空间布局优化
在多中段同时生产的矿山中，采用分段式溜井结构能够有效优化空间布局，提高生产效率。分段式溜井结构主要包括瀑布式和接力式两种。在设计分段式溜井结构时，上下段溜井错位距离需≥15m，这是为了避免上下段溜井之间的相互干扰，确保矿石能够顺利通过。当采用斜溜道衔接上下段溜井时，倾角应控制在 45°-55°。这一倾角范围既能保证矿石能够顺利下滑，又能避免矿石下滑速度过快，对溜井造成过大的冲击。
某铜矿在开采过程中应用了接力式溜井系统，取得了良好的效果。该系统实现了不同中段出矿的独立控制，当单井出现故障时，相邻中段仍可保持 60% 的产能。相比传统单段式系统，该接力式溜井系统的可靠性提升了 30%。这一案例充分说明了多阶段协同的空间布局优化在提高矿山生产可靠性方面的重要作用。通过合理设计分段式溜井结构，能够有效提高矿山的生产效率和可靠性，降低生产成本，为矿山的可持续发展提供有力保障。
04卸矿系统与运输巷道的干扰控制
卸矿口布置的功能分区设计
卸矿口的合理布置是减少运输干扰和矿尘污染的关键环节。从功能分区的角度来看，卸矿硐室与主要运输巷之间应保持足够的安全距离，通常这一距离应≥30m。这是因为卸矿过程中会产生大量的矿尘和噪音，若与主要运输巷距离过近，会严重影响运输作业的安全和效率。在实际操作中，当受限于空间条件无法满足直接间距要求时，可以通过联络巷与辅助运输巷连接，从而形成独立的卸矿缓冲区。
在某金属矿的开采实践中，该矿最初将卸矿口紧邻主运输巷，导致运输设备故障率大幅增加，经统计，故障率相比正常情况增加了 25%。同时，矿尘污染也极为严重，不仅影响了作业人员的身体健康，还对设备的使用寿命造成了负面影响。后来，该矿通过增设隔离风墙与除尘机组，对卸矿口进行了优化改造。改造后，粉尘污染降低了 70%，运输效率也逐渐恢复至设计水平。
为了进一步控制矿尘污染，在运输巷单侧布置卸矿口时，应配套安装气幕除尘装置和自动喷雾降尘系统。气幕除尘装置的风速需≥8m/s，这样能够形成一道有效的气幕屏障，阻止矿尘向运输巷扩散。自动喷雾降尘系统则可以在卸矿时自动启动，通过喷洒水雾将矿尘沉降，将矿尘浓度控制在 2mg/m³ 以下，为运输作业提供一个相对清洁的环境。
设备匹配与流程优化
设备匹配与流程优化是提高卸矿效率、减少运输干扰的重要手段。卸矿口尺寸需与出矿设备相匹配，以确保矿石能够顺利卸出。以 20t 电动铲运机为例，其要求卸矿口宽度≥4m，这样才能保证铲运机在卸矿时操作顺畅，避免因卸矿口尺寸过小而导致卸矿困难，进而引发运输堵塞。
在卸矿节奏控制方面，采用液压自动闸门是一种较为有效的方式。相比人工操作，液压自动闸门能够更加精准地控制卸矿速度和流量，避免因人工操作的不稳定性导致的运输堵塞。某铅矿在改造前，由于采用人工控制卸矿，经常出现卸矿速度过快或过慢的情况，导致运输车辆排队等待，运输效率低下。改造后，该矿采用了液压自动闸门控制卸矿节奏，并结合智能调度系统，将卸矿时间与运输车辆运行周期同步。通过这一优化措施，该铅矿的单溜井日均处理量从 3000t 提升至 3600t，同时运输干扰频次下降了 50%，取得了显著的经济效益和生产效率提升。
此外，智能调度系统的应用也是实现设备匹配与流程优化的关键。该系统可以实时监测运输车辆的位置、状态以及卸矿口的工作情况，根据这些信息合理安排运输任务，实现运输资源的优化配置，进一步提高整体生产效率。
05特殊工况下的适应性调整策略
复杂地形条件的工程对策
在地表高差＞200m 的山区矿山，可采用阶梯式溜井分段转运，中段间通过皮带运输机衔接，解决长距离溜放的冲击磨损问题。例如，某钨矿在海拔落差 350m 的矿体中，设置 3 级阶梯溜井，每级落差控制在 120m 以内，配合缓冲矿仓设计，使井壁磨损速率降低 40%，系统可靠性提升 60%。
动态地质条件的监测反馈
建立溜井围岩稳定性实时监测系统，通过应变计、测斜仪与振动传感器，实时采集井壁位移（预警值 ±3mm / 月）、应力变化（预警值 ±5MPa）等参数。某铜矿应用该系统后，提前 3 周发现溜井底部岩层滑移趋势，及时实施锚索加固，避免了重大安全事故，印证了动态监测在复杂地质条件中的必要性。
溜井位置的科学确定是地下矿山高效安全运行的关键环节，需在运输效率、地质安全、矿体关系与生产干扰之间实现系统性优化。通过工程地质勘察前置、三维仿真建模与智能监测技术的融合应用，可显著提升溜井布置的科学性，为矿山全生命周期运营奠定坚实基础。实际工程中应结合矿体特征与开采工艺，制定个性化选址方案，在技术规范框架下实现经济效益与安全性能的最大化平衡。
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